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摘要：文中经验Google Earth在公路工程中的应用，主要进行了卫星影像的公路选线、数字地面模型的公路选线、公路建设方案的三维虚拟演示以及公路三维信息管理系统的探讨。
关键词：Google Earth；公路工程；卫星影像；虚拟演示
中图分类号：U495
0 引言
Google Earth （ 简称 GE） 是一款由 Google 公司开发的虚拟地球软件， 它把卫星影像、 航空照片、 三维地面模型等 G I S 信息布置在一个地球的三维模型上， 供人们浏览使用， 是目前较热门的大众化的地理信息系统。Google Ear t h 主要有四个版本，即Free版、P lus版、Pro版以及企业版等， 其中的Free版是免费的，用户可自行从网上下载。不同版本在客户端上的卫星影像等信息是相同的，它们之间最大的区别就是功能的差异。
1 公路工程中Google Earth的应用分析
目前，研究Google Earth的人日益增多，但大部分的人只是浮于表面，并未深入研究其在公路工程中的应用前景。Google Earth自身就可提供全世界的卫星影像图以及三维地形数据；使用者可通过KML文件将其所定制的数据导入其中；该软件还有编程接口，开发人员可通过该软件进行二次开发。以上这些因素都有利于Google Earth被广泛应用于公路领域。
1.1 卫星影像的公路选线
控制经济发达地区公路选线的主要因素包括农村、乡镇、开发区以及路网等。测绘部门所提供的地形图资料大部分是二十多年前的，与实际情况的出入比较大，一般会加大公路选线的难度。Google Earth所拥有的卫星图像是全世界范围内的，对于大中城市而言，其影像清晰度非常高，现在还在持续更新中；乡村区域的水系影像比较清晰，村庄大致可分辨出来， 尤其是较为集中的工厂区域的影像，清晰度比较高。一般二级与三级公路都可分辨，水泥路及其附近的植物有鲜明的对比，在卫片上的清晰度要更高；对于大中城市区域而言，其影像分辨率可高达0.6米，通常公路上的标线都可显示出来，与1 ： 2000 的地形图相比，在有的方面它所呈现的地物信息清晰度更高一些。由于这些卫星影像所拍摄的时间是近几年，所以所反映的现状比地形图要更加贴近现实，有助于公路选线。实践表明，在卫星影像图的提取过程中，要使大中城市等高清区域的图像最清晰，可将浏览高度设为五百米；如果是相对较为模糊的乡村地区，将浏览高度设为五千米，这是的图像最为清晰。可通过Google Earth COMAPI编程的方法将卫星影像快速提取出来。首先，通过程序对Google Earth进行控制，从而可方便的对所指定区域的数据进行自动下载；接着，通过程序对影像进行分区捕捉，同时，将影像四个角的坐标计算出来；最后，根据坐标在Auto CAD中对图像进行定位，重新进行图像的拼接，之后便可以用于公路选线。
1.2 数字地面模型的公路选线
控制山区公路选线的主要因素是地形，虽然在公路设计中，数字地面模型已经得到了广泛的应用，但在前期公路建设工作中，使用地形图来选择线路的情况还是要多一些，因为数字地面模型的资料比较少。将Google Earth中全世界范围内的三维地形数据提取出来后可在公路选线中得到应用，通过Google Earth的API接口进行编程来实现核心技术，首先，对Google Earth进行控制，从而对区域内的高程数据进行自动下载；接着，通过API在一定距离范围内对三维坐标点进行查询，以得到区域内每个点的高程，将其保存在文本文件中；最后，通过专业软件对所获得的高程数据进行三维数字地面模型的建立，再将其投入到选线研究之中。研究发现，对于不同的区域而言，其Google Earth中的三维地形数据的精度是有差异的，最精确的是美国地区，点与点之间的距离在十米左右，所采用的模型为矩阵式，基本满足设计精度要求；其他地区点与点之间的距离是美国的5到15倍，采用的模型一般为三角网式，可在公路选线中应用。在对以上数据进行提取时，设置浏览高度在一千米到两千米之间即可达到以上精度。
1.3公路建设方案的三维虚拟演示
以往的公路设计所采用的方案通常都是用二维图纸来表达三维，所理解的建成工程实际就是将各投影面的二维图信息综合在一起，从而在大脑中构建一个三维的公路模型。随着计算机技术的不断发展，视频动画形式的公路三维模型也随之出现了，还有专门用于工程演示的三维演示软件。虽然二维图的三维表现方式因为这些因素而发生了改变，但存在着较大的工作量，交互性也不是那么容易达到要求，尤其是无法完全表达周围的环境，因此该应用范围比较局限。而Google Earth的出现改变了这一局面，工程所在区域的三维虚拟已经因为全球范围内的三维地形数据及卫星影像而建立。
1.4 公路三维信息管理系统
Google Earth自身所包含的信息量就非常丰富，如：全世界的卫星影像图及三维地形数据、公路网以及机场等，实质上，它就是一个GIS系统。以该思路为基础，可通过Google Earth这个平台，对其进行扩展，从而使其成为一个三维公路信息管理系统.这个系统主要是使用公路及其相关数据对Google Earth的数据内容进行扩展，同时通过API编程对其功能进行扩展。因为Google Earth是以虚拟地球为基础所研发出来的，以它为平台所建立的GIS系统有两个比较大的优势，即各区域的地理信息可无缝集成；各行业的地理信息可叠加且无限扩展。而目前Google Earth自身的数据也是在持续增加的。
2 结语
Google Earth应用于公路建设中，尤其是方案设计前期，可快速且高效的完成原来的外业调查工作，工作效率有了很大的提升。通过Google Earth来实现公路设计方案的虚拟模型的建立、演示以及审查，已经有所尝试，且效果不错。在Google Earth基础上建立的公路三维信息管理系统的应用前景非常广阔，它将改变传统的信息管理系统模式，自此，我们将进入三维模式时代。因为Google Earth的API现在还没有正式公开，所有基于Google Earth的开发均处于初步尝试阶段。
参考文献：
[1]王子明. Google Earth在公路工程可行性研究中的应用[J]. 公路交通技术，2008，05：4-6.
关键词：Google Earth；公路工程；卫星影像；虚拟演示
中图分类号：U495
0 引言
Google Earth （ 简称 GE） 是一款由 Google 公司开发的虚拟地球软件， 它把卫星影像、 航空照片、 三维地面模型等 G I S 信息布置在一个地球的三维模型上， 供人们浏览使用， 是目前较热门的大众化的地理信息系统。Google Ear t h 主要有四个版本，即Free版、P lus版、Pro版以及企业版等， 其中的Free版是免费的，用户可自行从网上下载。不同版本在客户端上的卫星影像等信息是相同的，它们之间最大的区别就是功能的差异。
1 公路工程中Google Earth的应用分析
目前，研究Google Earth的人日益增多，但大部分的人只是浮于表面，并未深入研究其在公路工程中的应用前景。Google Earth自身就可提供全世界的卫星影像图以及三维地形数据；使用者可通过KML文件将其所定制的数据导入其中；该软件还有编程接口，开发人员可通过该软件进行二次开发。以上这些因素都有利于Google Earth被广泛应用于公路领域。
1.1 卫星影像的公路选线
控制经济发达地区公路选线的主要因素包括农村、乡镇、开发区以及路网等。测绘部门所提供的地形图资料大部分是二十多年前的，与实际情况的出入比较大，一般会加大公路选线的难度。Google Earth所拥有的卫星图像是全世界范围内的，对于大中城市而言，其影像清晰度非常高，现在还在持续更新中；乡村区域的水系影像比较清晰，村庄大致可分辨出来， 尤其是较为集中的工厂区域的影像，清晰度比较高。一般二级与三级公路都可分辨，水泥路及其附近的植物有鲜明的对比，在卫片上的清晰度要更高；对于大中城市区域而言，其影像分辨率可高达0.6米，通常公路上的标线都可显示出来，与1 ： 2000 的地形图相比，在有的方面它所呈现的地物信息清晰度更高一些。由于这些卫星影像所拍摄的时间是近几年，所以所反映的现状比地形图要更加贴近现实，有助于公路选线。实践表明，在卫星影像图的提取过程中，要使大中城市等高清区域的图像最清晰，可将浏览高度设为五百米；如果是相对较为模糊的乡村地区，将浏览高度设为五千米，这是的图像最为清晰。可通过Google Earth COMAPI编程的方法将卫星影像快速提取出来。首先，通过程序对Google Earth进行控制，从而可方便的对所指定区域的数据进行自动下载；接着，通过程序对影像进行分区捕捉，同时，将影像四个角的坐标计算出来；最后，根据坐标在Auto CAD中对图像进行定位，重新进行图像的拼接，之后便可以用于公路选线。
1.2 数字地面模型的公路选线
控制山区公路选线的主要因素是地形，虽然在公路设计中，数字地面模型已经得到了广泛的应用，但在前期公路建设工作中，使用地形图来选择线路的情况还是要多一些，因为数字地面模型的资料比较少。将Google Earth中全世界范围内的三维地形数据提取出来后可在公路选线中得到应用，通过Google Earth的API接口进行编程来实现核心技术，首先，对Google Earth进行控制，从而对区域内的高程数据进行自动下载；接着，通过API在一定距离范围内对三维坐标点进行查询，以得到区域内每个点的高程，将其保存在文本文件中；最后，通过专业软件对所获得的高程数据进行三维数字地面模型的建立，再将其投入到选线研究之中。研究发现，对于不同的区域而言，其Google Earth中的三维地形数据的精度是有差异的，最精确的是美国地区，点与点之间的距离在十米左右，所采用的模型为矩阵式，基本满足设计精度要求；其他地区点与点之间的距离是美国的5到15倍，采用的模型一般为三角网式，可在公路选线中应用。在对以上数据进行提取时，设置浏览高度在一千米到两千米之间即可达到以上精度。
1.3公路建设方案的三维虚拟演示
以往的公路设计所采用的方案通常都是用二维图纸来表达三维，所理解的建成工程实际就是将各投影面的二维图信息综合在一起，从而在大脑中构建一个三维的公路模型。随着计算机技术的不断发展，视频动画形式的公路三维模型也随之出现了，还有专门用于工程演示的三维演示软件。虽然二维图的三维表现方式因为这些因素而发生了改变，但存在着较大的工作量，交互性也不是那么容易达到要求，尤其是无法完全表达周围的环境，因此该应用范围比较局限。而Google Earth的出现改变了这一局面，工程所在区域的三维虚拟已经因为全球范围内的三维地形数据及卫星影像而建立。
1.4 公路三维信息管理系统
Google Earth自身所包含的信息量就非常丰富，如：全世界的卫星影像图及三维地形数据、公路网以及机场等，实质上，它就是一个GIS系统。以该思路为基础，可通过Google Earth这个平台，对其进行扩展，从而使其成为一个三维公路信息管理系统.这个系统主要是使用公路及其相关数据对Google Earth的数据内容进行扩展，同时通过API编程对其功能进行扩展。因为Google Earth是以虚拟地球为基础所研发出来的，以它为平台所建立的GIS系统有两个比较大的优势，即各区域的地理信息可无缝集成；各行业的地理信息可叠加且无限扩展。而目前Google Earth自身的数据也是在持续增加的。
2 结语
Google Earth应用于公路建设中，尤其是方案设计前期，可快速且高效的完成原来的外业调查工作，工作效率有了很大的提升。通过Google Earth来实现公路设计方案的虚拟模型的建立、演示以及审查，已经有所尝试，且效果不错。在Google Earth基础上建立的公路三维信息管理系统的应用前景非常广阔，它将改变传统的信息管理系统模式，自此，我们将进入三维模式时代。因为Google Earth的API现在还没有正式公开，所有基于Google Earth的开发均处于初步尝试阶段。
参考文献：
[1]王子明. Google Earth在公路工程可行性研究中的应用[J]. 公路交通技术，2008，05：4-6.